消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法，属于芯模制造技术领域；该装置包括芯模主体，芯模主体的两端上装有转轴，还包括龙门架、弧形永磁铁、弯曲变形测量仪和控制模块，芯模主体绕其中心轴可旋转地设置在龙门架的两侧立柱上，弧形永磁铁固定在龙门架的横梁上，与芯模主体保持一定距离，并表现出对由铁磁性材料制成的芯模主体的吸引力；龙门架的立柱上设有高低调节装置；弯曲变形测量仪用于测量芯模主体的弯曲方向及程度，高低调节装置用于根据芯模主体的弯曲方向及程度，调节弧形永磁铁与芯模主体之间的距离，通过磁力调节对芯模主体的作用力从而消除弯曲变形。

Device and method for eliminating bending deformation of ferromagnetic cylindrical core mould with large aspect ratio

【技术实现步骤摘要】
消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法
本专利技术消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法，属于芯模制造

技术介绍
因纤维缠绕成型制得产品相比传统加工产品具有强度高、重量轻、可靠性高、产品质量稳定（芯模精度越高，产品质量越高）、成本低（在同一产品上，可合理配选若干种材料使其再复合，达到最佳的技术经济效果）等特点，现众多产品，如压力容器、导弹发射管、飞机机体等都采用芯模缠绕成型的方法。根据纤维缠绕成型时树脂基体的物理化学状态不同，分为干法缠绕、湿法缠绕和半干法缠绕三种，其中，又以湿法缠绕水平芯模应用最为普遍。而其中一些特殊的长圆柱型产品因其体积庞大，其芯模体型相应也十分庞大，且多采用钢铁等铁磁性金属材料打造，即使如此，直线度仍难保证。目前，为减小芯模水平工作时因自重产生的挠度对产品质量和性能、以及拔模难度的影响，多采用增加芯模壁厚进而提高芯模刚度进而减小其变形量的方法，其缺点也很明显：1、壁厚增加质量增加，成本增加，且芯模变得十分笨重；2、壁厚增加自重增加，壁厚增大对减小弯曲变形的收益愈加的不明显，故只能在一定程度上减小弯曲变形；3、在生产中随着缠绕、覆盖材料的增加，芯模会继续产生多余的变形量。
技术实现思路
本专利技术鉴于以上问题而完成。本专利技术的目的在于提供一种主动调整芯模变形程度，消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置及方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置，包括芯模主体，芯模主体的两端上装有转轴，还包括龙门架、弧形永磁铁、弯曲变形测量仪和控制模块，芯模主体绕其中心轴可旋转地设置在龙门架的两侧立柱上，弧形永磁铁固定在龙门架的横梁上；龙门架的立柱上设有高低调节装置；弯曲变形测量仪用于测量芯模主体的弯曲方向及程度，高低调节装置用于根据芯模主体的弯曲方向及程度，调节弧形永磁铁与芯模主体之间的距离，通过磁力调节对芯模主体的作用力从而消除弯曲变形。进一步的，所述弧形永磁铁与所述芯模主体同心，并呈小于等于120°弧形环抱于所述芯模主体的正上方。进一步的，所述龙门架的立柱包括底座，所述高低调节装置包括升降导柱、轴承顶座、轴承和升降调节螺栓，所述转轴与轴承配合，轴承设置在底座的顶端，轴承顶座设置在轴承的上方，底座和轴承顶座将轴承固定，升降导柱固定在轴承顶座的上方并嵌入所述龙门架的柱体内，所述龙门架的柱体上设有升降调节螺栓，升降调节螺栓的底部支撑在轴承顶座上。进一步的，所述芯模主体由铁磁性材料制成，所述芯模主体的轴线与所述龙门架的横梁平行。一种消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的方法，包括以下步骤：在芯模主体的上方设有外部永磁铁；获取芯模主体的直线度；响应于芯模主体的直线度至超出设定的直线度阈值，调整外部永磁铁与芯模主体之间的距离，改变外部永磁铁对芯模主体的作用力，进而消除芯模主体的弯曲变形。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。本专利技术优点：1、不需要对已有的芯模本体做任何改造，就可以实现对芯模本体弯曲变形的有力控制；2、芯模在生产中因缠绕、覆盖的材料增多产生了多余的变形量，通过缩小弧形永磁铁与芯模本体距离的方式及时修正芯模主体弯曲变形，最大程度提高了芯模精度，进而提高了产品的质量和精度。附图说明图1为本专利技术提供的一个实施例的主视图的剖视图。图2为本专利技术提供的一个实施例的侧视图。图中，1-龙门架，2-弧形永磁铁，3-芯模主体，4-升降导柱，5-轴承顶座，6-转轴，7-轴承，8-底座，9-弯曲变形测量仪，10-升降调节螺栓。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。如图1、图2所示，本专利技术一种消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置，包括芯模主体3，芯模主体3的两端上装有转轴5，还包括龙门架1、弧形永磁铁2、弯曲变形测量仪9和控制模块，芯模主体3绕其中心轴可旋转地设置在龙门架1的两侧立柱上，弧形永磁铁2固定在龙门架1的横梁上；龙门架1的立柱上设有高低调节装置。芯模主体3采用常规芯轴结构，壁面较常规芯轴减薄，壁面材料需为铁磁性材料，相对磁导率μ远远大于1，能被磁体强烈吸引。芯模主体3的轴线与龙门架1的横梁平行。弯曲变形测量仪9用于测量芯模主体3的弯曲方向及程度，高低调节装置用于根据芯模主体3的弯曲方向及程度，调节弧形永磁铁2与芯模主体3之间的距离，通过磁力调节对芯模主体3的作用力从而消除弯曲变形。弧形永磁铁2与芯模主体3初始状态可以是同心的，并呈小于等于120°弧形环抱于芯模主体3的正上方。弧形永磁铁2与芯模主体3保持适当距离。弧形永磁铁2的内径弧面与外径弧面分别为磁场两极。龙门架1的立柱包括底座8，高低调节装置包括升降导柱4、轴承顶座5、轴承7和升降调节螺栓10，转轴5与轴承7配合，轴承7设置在底座8的顶端，轴承顶座5设置在轴承7的上方，底座8和轴承顶座5将轴承7固定，升降导柱4固定在轴承顶座5的上方并嵌入龙门架1的柱体内，龙门架1的柱体上设有升降调节螺栓10，升降调节螺栓10的底部支撑在轴承顶座5上。在轴承顶座4的固定作用下，水平安装的芯模主体3仅可在底座7上沿轴向自由转动。水平安装的芯模主体3仅可在底座7上沿轴向自由转动，此时因为芯模主体3较大的长径比，芯模主体3中部表现出向下的弯曲变形。弧形永磁铁2对芯模主体呈现磁吸引力，可辅助芯模主体3克服部分重力。弯曲变形测量仪9布置于芯模主体正下方或正上方，其检测形式不作限制，数量不做限制，当弯曲变形测量仪9检测到芯模主体3存在向上或向下的弯曲变形，可通过增大或减小弧形永磁铁2与芯模主体3间距的方式，改变弧形永磁铁2对芯模主体3的磁吸引力，进而修正芯模主体弯曲变形，提高芯模制造精度。根据附图1、附图2，通过转动龙门架两侧的调节螺栓10，龙门架1仅能沿竖直安装的升降导柱4上下移动，向下旋转调节螺栓10，龙门架1升高，固定于龙门架1上的弧形永磁铁2与芯模主体3的距离将增大，弧形永磁铁2对芯模主体3的磁吸力减弱；同理，向上旋转调节螺栓10，龙门架1降低，固定于龙门架1上的弧形永磁铁2与芯模主体3的距离将减小，弧形永磁铁2对芯模主体3的磁吸力增强。具体的，弯曲变形测量仪8检测出芯模主体3存在向下的弯曲变形，缓慢向上旋转调节螺栓10，龙门架1高度缓慢降低，固定于龙门架1上的弧形永磁铁2与芯模主体3的距离将不断减小，弧形永磁铁2对芯模主体3的磁吸力不断增强，帮助芯模主体3所克服的重力不断增加，使得芯模主体3的弯曲变形逐渐减小，当弯曲变形测量仪8检测到芯模主体3变形消失时，调节动作停止，芯模直线度达到最佳；随着材料不断缠绕、裹覆在芯模主体3表面，芯模质量增加，弯曲变形测量仪8再次检测出芯模主体3挠度产生，继续缩小弧形永磁铁2与芯模主体3的距离，保证芯模主体3变形量为零或最小。大长径比芯模设备往往会因为长时间水平放置不使用而产生永久性的弯曲变形而无法使用，弧形永磁铁2可防止芯模长时间水平放置而产生任何弯曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置，包括芯模主体（3），芯模主体（3）的两端上装有转轴（5），其特征在于：还包括龙门架（1）、弧形永磁铁（2）、弯曲变形测量仪（9）和控制模块，芯模主体（3）绕其中心轴可旋转地设置在龙门架（1）的两侧立柱上，弧形永磁铁（2）固定在龙门架（1）的横梁上；龙门架（1）的立柱上设有高低调节装置；/n弯曲变形测量仪（9）用于测量芯模主体（3）的弯曲方向及程度，高低调节装置用于根据芯模主体（3）的弯曲方向及程度，调节弧形永磁铁（2）与芯模主体（3）之间的距离，通过磁力调节对芯模主体（3）的作用力从而消除弯曲变形。/n

【技术特征摘要】
1.一种消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置，包括芯模主体（3），芯模主体（3）的两端上装有转轴（5），其特征在于：还包括龙门架（1）、弧形永磁铁（2）、弯曲变形测量仪（9）和控制模块，芯模主体（3）绕其中心轴可旋转地设置在龙门架（1）的两侧立柱上，弧形永磁铁（2）固定在龙门架（1）的横梁上；龙门架（1）的立柱上设有高低调节装置；
弯曲变形测量仪（9）用于测量芯模主体（3）的弯曲方向及程度，高低调节装置用于根据芯模主体（3）的弯曲方向及程度，调节弧形永磁铁（2）与芯模主体（3）之间的距离，通过磁力调节对芯模主体（3）的作用力从而消除弯曲变形。


2.根据权利要求1所述的消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置，其特征在于：所述弧形永磁铁（2）与所述芯模主体（３）呈小于等于120°弧形环抱于所述芯模主体（3）的正上方。


3.根据权利要求1所述的消除大长径比铁磁性圆柱型芯模弯曲变形的装置，其特征在于：所述龙门架（1）的立柱包括底座（8），所述高低调节装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张栋，沈兴全，武涛，董振，罗世通，石上瑶，张方超，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14